论电网10kV配电线路防雷的措施

论电网10kV配电线路防雷的措施

张海岗李旭东

（国网河南省电力公司偃师市供电公司河南偃师471900）

摘要：随着当前我国社会和经济的发展，配电线路的安全要求也越来越高。本文主要是从10kV配电线路的防雷安全性出发，对当前10kV配电线路的防雷影响因素进行分析，进而提出相关的防雷措施，希望对改进当前10kV配电线路防雷安全能有一定的借鉴与指导意义，促进10kV配电线路的安全高效运行。

关键词：电网；10kV配电线路；防雷

前言

10kV配电线路是配电网的重要组成部分，其分布广、绝缘水平低，连接着变电站和众多用户，在雷雨季节，经常因雷害事故导致配电设备和用户设备的损坏，造成大面积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡，给工农业生产带来损失。研究10kV配电线路防雷措施，提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率，减少配电设备雷击损坏率，确保配电网的安全可靠运行。

1电网10kV配电线路雷击过电压形式

第一，直击雷过电压直击雷过电压是雷云击中杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体泄入大地，在该物体上产生的很高的电压降。第二，感应雷过电压感应雷过电压是雷电击线路附近的大地时，在导线上由于电磁感应产生的过电压。感应雷过电压由静电分量和电磁分量构成。静电分量是由先导通道中雷电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压，其值可以达到很高[1]。电磁分量是由先导通道中雷电流所产生的磁场变化所引起的感应电压。由于主放电通道是和导线相互垂直的，所以两者间的互感不大，即电磁感应不大，因此电磁分量要比静电分量小得多。在感应雷过电压幅值的构成上，静电分量起主要作用。研究表明，10kV配电线路由雷击引起线路闪络或故障的主要因素不是直击雷过电压而是感应雷过电压，配电线路遭受直接雷过电压的概率很小，约占雷害事故的20%，感应雷过电压导致的故障比例超过80%。因此10kV配电线路的防雷研究主要针对感应雷过电压。

210kv配电线路防雷的影响因素

第一，配电线路中绝缘子是决定10kv配电线路绝缘水平的主要设备，绝缘子闪络或是爆炸造成的事故占配电线路事故很大的一部分。而绝缘子闪络和爆炸事故与绝缘子的日常运行维护有很重要的关系。如果在10kv配电线路中处于运行状态下的绝缘子没有采取任何的检测措施，没有相应的轮休、轮换和轮检制度，加之线路的运行上，线路老化严重，线路中就会出现大量的劣质绝缘子，而劣质绝缘子的存在会导致配电线路水平的降低，这样当线路遭到雷击过电压的时候就特别容易发生立即跳闸事故。第二，防雷保护安装对10kv配电线路的影响。首先，配电网变压器的防雷保护[2]。当电压达到而定电压的十几倍时，变压器中性点附近的绝缘就会被击穿。目前，配电变压器的防雷，一般都是在高压侧装设避雷器，但同时应重视低压侧的防雷。其次，柱上开关的防雷保护。10kv配电线路中安装柱上开关和刀闸可以大大提高供电的可靠性，但是在当前的10kv配电线路中，有些柱上开关和刀闸处，并没有按照避雷器保护。最后，电缆分支箱和开关柜影响10kv配电线路的防雷保护。

3电网10kV配电线路防雷的措施

3.1防范直击雷的措施

针对直击雷每次都是对同一地区放电，根据现场经验，可以在10kV配电线路杆塔上安装避雷针或消雷器，安装消雷阵雨器防直击雷效果最好。某供电局管辖下的10kV配电线路支线17#杆，2015年前每年都遭受雷击断导线1～3次，2016年安装了10kV线路避雷器后，导线没有遭受雷击断线，但是避雷器遭受雷击击坏，2017年初安装了半导体消雷器至今，该支线1#～30#杆导线没有遭受雷击断线。2017年后供电所在其他三回10kV配电线路经常遭受雷击断导线的地方安装了半导体消雷器，至今，这三回配电线路没有发生导线遭受雷击断线现象。

3.2接地防雷法

接地法是防范配电线路遭遇雷击的有效方法，在降低接地电阻上，可采用两种方式。一种为水平接地法，优点是可有效降低电阻，缺点是该法容易受到腐蚀影响，大大降低了使用的年限。另一种为降阻剂降阻，只需要在水平接地的周围添加高效膨润土降阻防腐剂，便可实现有效降阻，此外还能确保性能的稳定和带来良好的防腐性能。利用一些高效膨润土降阻防腐剂的低电阻率遇水膨胀的特点，可在接地体周围增添高效膨润土降阻防腐剂，加大接地体的有效面积，从而通过吸水膨胀过程减少接地体与周围土壤的接触电阻。

3.3采用间隙与避雷器配合对10kV配电线路进行保护

避雷器对于配电线路中的雷电过电压的防护具有很好的效果，应当在配电线路中有选择地安装避雷器进行保护；装有间隙的绝缘子串放电有通络和沿络两种情况，注意并联间隙绝缘子的使用，保护间隙距离的设计应当在雷击线路闪络时可以捕捉电弧的根部，电弧应尽量不接触绝缘子表面。同时，可以使用穿刺式防弧金具及安装线路过电压保护器。

3.4增长闪络路径

通过增长闪络路径，降低工频建弧率，是防止绝缘线路雷击断线事故的另一思路。俄罗斯国家电力公司首先提出长闪络间隙保护方式。在横担上安装一U形绝缘闪络路径，使U形头部与绝缘导线之间的冲击放电电压比绝缘子放电电压低[3]。当雷电过电压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频续流。增长闪络路径的优点是投资成本较低，免维护；缺点是如何保持间隙的问题和如何与同杆及其它线路保持间距的问题很难解决，间隙电压扰动将影响电能质量。

3.5降低10kV配电设备的接地电阻

在配电线路中，降低接地电阻的方法主要有以下三种：一是增长水平接地体，通过该法达到目标值要求较难；二是施加降阻剂进行降阻，在水平接地体周围施加长效降阻剂，对降低杆塔的接地电阻效果明显，但随降阻剂性能而影响寿命；三是采用垂直接地极，采用在防雷设备引下线最近处钻深孔，在深孔中施加垂直接地极，利用深层土的低电阻率达到降低接地电阻，同时这种方法是防雷效果最好的。

3.6限流消弧角

该装置利用放电线夹刺穿绝缘导线的绝缘层，形成对氧化锌限流元件3的尖端放电间隙，当线路出现雷电过电压时，尖端间隙2首先放电，雷电流经氧化锌限流元件释放，而工频续流则被氧化锌限流元件截断，从而防止绝缘线路雷击断线事故的发生。

3.710kV配电设备的防雷保护

对配变的防雷措施需按照三点共接一地的接地方法，在低压侧安装低压避雷器；柱上开关的两侧安装避雷器；由于电缆分支箱的绝缘弱点和环网柜设备的绝缘弱点都在电缆分接头处，所以为了保护电缆接头，应该在电缆接头处也安装避雷器。

3.8绝缘导线雷击断线防护措施

根据对雷击绝缘线路断线机理的分析并结合实验室试验的结果分析，针对雷击绝缘线路的断线事故提出三点措施进行预防：一是提高线路局部绝缘水平，通过增加局部绝缘层的厚度，可以不易被击穿；二是安装避雷器进行保护，避雷器放电时可以泄放雷电荷，又能很快恢复绝缘，线路也不会跳闸，但需注意保证泄放顺利，且接地电阻达到要求；三是在绝缘子两端并联放电间隙防止绝缘导线的绝缘层击穿。

总结

综上所述，目前我国10kv配电线路仍然存在一定的问题，而雷击问题就是其中损失比较严重的一种。笔者相信，只要我们能清楚的分析这些问题的影响因素，积极采取相关的有效措施进行防范，一定能够顺利解决当前我国10kv配电线路存在的雷击问题，避免因雷击线路带来的一系列损失，减少电力企业成本损失，增加其利润，并维护我国10kv配电线路的运行安全性和高效性。

参考文献：

[1]郭刚.10kv配电线路防雷措施研究[J].黑龙江科学，2014，5（12）：293.

[2]吴敏.10kV配电线路防雷措施研究[J].广东科技，2013，22（20）：66-67.

[3]卢玉锦.10kV配电线路的防雷措施[J].企业技术开发，2013，32（19）：42-43+56.